| 研究課題/領域番号 |
21K18928
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分32:物理化学、機能物性化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
平田 修造 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (20552227)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
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| キーワード | 室温りん光 / 超解像イメージング / アフターグロー / 蓄光 / 三重項励起状態 / 2光子イオン化 / STED / 光学顕微鏡 / 高解像顕微鏡 / アップコンバージョン発光 / 熱刺激電流 / 光電子分光 / 励起子消滅 / ドーナツビーム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
研究代表者らは励起光照射停止後に残る長寿命室温りん光が、励起光よりも長波長側の光照射により消去可能なシーズを見出した。この現象は励起光により形成された長寿命の最低三重項状態分子の励起電子が、その長波長側の光によって真空準位にまで到達してイオン化することで生じていると想定される。この新規長寿命室温りん光の消去機構を用いて蓄光の超解像化に挑戦する。具体的には回折限界近くまで絞った励起光を長寿命室温りん光の薄膜に照射して、回折限界域の三重項励起を行う。回折限界三重項励起領域のエッジの分子の最低三重項状態をドーナツビーム照射による2光子イオン化により消去することで、回折限界を超えた三重項励起を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究では光の回折限界を超える空間分解能を有する長寿命室温りん光由来のアフターグロー発光を得ることに挑戦した。適切な分子固体マトリックス中に分散された有機色素の長寿命三重項励起子は、色素が吸収しない長波長域の光（三重項デプレッション光）を強く照射することで即座に消滅することが見いだされた。この光誘起三重項消滅はさまざまな有機色素を用いた場合に確認された。励起光に加え、ドーナツ型に空間変調された三重項デプレッション光を同一フォーカスポイントに絞りこむことで、長寿命室温りん光の高解像化が確認された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
通常光刺激による超解像発光は、最低励起一重項状態からの誘導放出を光刺激により行うことで得られている。一方で高輝度アフターグロー発光を形成するりん光の放射源は最低励起三重項状態であり誘導放出が生じない。それゆえ超解像域のアフターグロー像の構築は考えられてこなかった。本研究で光誘起三重項消滅を実証は、超解像域のアフターグロー発光が原理的には可能とするという意味で学術的な意義を含むものである。今後ナノ粒子からの長寿命室温りん光の登場も期待されており、この高解像アフターグロー技術はセキュリティーイメージング能の向上や高コントラストの生体イメージングへの展開が可能であるため社会的意義を含むものである。
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